SU876867A1

SU876867A1 - Устройство дл автоматического управлени роторным экскаватором

Info

Publication number: SU876867A1
Application number: SU802887353A
Authority: SU
Inventors: Роланд Тарасович Франко; Михаил Семенович Фельзер; Леонид Аркадьевич Верещагин; Нина Матвеевна Гриффен; Арсен Михайлович Червоный; Иван Данилович Стецюк; Виталий Александрович Рудой; Юрий Тимофеевич Калашников; Владимир Петрович Шолтыш; Авраам Исаакович Шендеров
Original assignee: Киевский Институт Автоматики Им. Хху Съезда Кпсс; Производственное Объединение "Новокраматорский Машиностроительный Завод Им. В.И.Ленина
Priority date: 1980-02-20
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1981-10-30

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РОТОРНЫМ ЭКСКАВАТОРОМ

I

Изобретение относитс к автоматизации горного оборудовани , а именно к устройству дл . управлени роторным экскаватором .

Известно устройство дл автоматического управлени роторным экскаватором путем изменени скорости привода поворота роторной стрелы при стабилизации его производительности 1.

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности при управлении, так как в сигнал управлени этого устройства вноситс временное запаздывание.

Известно устройство автоматического управлени роторным экскаватором, в котором регулирование производительности ведетс по рассогласованию величин задани нафузки и фактической нагрузки привода ротора, причем последн величина коррелирована со стабилизируемым параметром (производительностью) и может быть измерена без запаздывани . Устройство включает задатчик и датчик производительности экскаватора, датчик нагрузки привода ротора , .узел сглаживани сигнала нагрузки, к первому входу которого подключен датчик нагрузки, а выход соединен с одним из входов элемента сравнени , выход которого соединен с регул тором скорости привода поворота роторной стрелы, ко второму входу узла сравнени подключен узел коррекции. содержащий блоки делени и умножени , первый вход узла коррекции св зан с задатчиком , а второй - с датчиком производительности . Устройство также содержит элемент нерегулируемой задержки в виде программного реле, запоминающие механизмы , релейный усилитель, реле, управлени с соответствующими св з мир

10

Недостатком этого устройства вл етс . неточность управлени , обусловленна следующими факторами, вытекающими из структуры устройства. Во-первых, в сигнале датчика нагрузки привода ротора и в сиг 5 нал1е датчика производительности экскаватора имеетс ощибка периодического характера , вызванна дебалансом ротора и неравномерностью работы ковшей. Имеюща с ошибка в устройстве не может быть полностью скомпенсирована с помощью фильтра с неизмен емыми параметрами (в кон30 туре обратной св зи по ) и путем усреднени производительности на неизменном временном интервале, некратном в общем случае, периоду оборота ротора (в контуре корректирующей обратной св зи). Это обусловлено тем, что период указанной ошибкн измен етс в процессе экскавации в соответствии с изменением скорости ротора . Однако в устройстве это не учитываетс . Во-вторых, сигнал коррекции вводитс дискретно с интервалом, равным прин тому времени транспортного запаздывани . При существенном изменении производительности за это врем сигнал задани изменитс скачком, что приведет к возрастанию динамической ошибки. В-третьих, в устройстве сигнал коррекции задани производительности формируетс только на основании оценки средней производительности на некотором интервале времени, предществующем моменту ввода коррекции, без учета изменени значени нагрузки на этом временном интервале. Последнее приводит. к погрешности коррекции, так как регулирование скорости привода поворота ведетс по отклонению нагрузки привода ротора от заданного значени , а среднее значение производительности не отражает св зь нагрузки и производительности на указанном интервале времени.

Цель изобретени - повышение точности управлени .

Указанна цель достигаетс тем, что в устройство дополнительно введены датчик скорости привода ротора и датчик скорости KOHBeffepa, выходы которых подключены соответственно к четвертому и п тому входам узлам коррекции, третий вход которого соединен с датчиком нагрузки привода ротора, причем выход датчика скорости привода ротора соединен также со вторым входом узла сглаживани .нагрузки.

При этом узел сглаживани сигнала нафузки выполнен в виде блоков скольз щего интегрировани нагрузки и масштабировани , первый вход которого св зан с выходом блока скольз щего интегрировани нагру.эки, а выход блока масштабировани вл етс выходом узла сглаживани сигнала нагрузки.

Узел коррекции дополнительно снабжен блоком регулируемой задержки и блоками скольз щего интегрировани нагрузки и производительности, выходы последних подключены к блоку делени , к первому входу блока скольз щего интегрировани нагрузки подключен выход блока регулируемой задержки , вторые входы блоков скольз щего интегрировани нагрузки и производительности вл ютс четвертым входом узла коррекции , причем первый вход блока скольз щего интегрировани производительности вл етс вторым входом узла коррекции, а вход блока регулируемой задержки вл етс п тым входом узла коррекции; блоки скольз щего интегрировани нагрузки и производительности выполнены в виде последовательно соединенных сдвигового регистра , реверсивного счетчика и цифро-аналогового преобразовател .

На чедтеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит задатчик I и датчй 2производительности экскаватора, устанЬвленный на конвейере роторной стрелы, датчик 3 нагрузки привода ротора, соединеннв1 ,й с первым входом узла 4 сглаживани сигнал нагрузки, второй вход которого соединен с датчиком 5 скорости привода ротора , а выход св зан с первым входом элемента 6 сравнени , регул тор 7 скорости привода поворота роторной стрелы, вход которого св зан с выходо элемента 6 сравнени , и узел 8 коррекции, первый вход которого

св зан с задатчиком I. Второй вход соединен с датчиком 2 производительности, третий вход - с датчиком 3 нагрузки привода ротора, четвертый вход св зан с датчиком 5 скорости привода ротора, п тый вход - с датчиком 9 скорости конвейера, а выход -

со вторым входом элемента 6 сравнени , узел 4 сглаживани сигнала нагрузки содержит блок ..10 скольз щего интегрировани нагрузки, первый вход которого вл етс первым входом узла 4 сглаживани , а

5 второй вход - вторым входом этого узла, и блок 11 масштабировани , первый вход которого св зан с выходом блока 10, а второй вход - со вторым входом блока 10. Узел 8 коррекции .включает блок 12 регулируемой задержки, вход которого вл етс .

0 третьим входом узла коррекции, блок 13 скольз щего интегрировани производительности , первый вход которого вл етс вторым входом узла 8 коррекции, а второй вход соединен с четвертым входом блока 8 и вторым входом блока 14 скольз щего интегрировани нагрузки, первый вход которого соединен с выходом блока 12 регулируемой задержки, второй блок 15 делени , вход делимого которого св зан с выходом блока 14 скольз щего интегрировани иац грузки, а вход делител - с выходом блока 13 скольз щего интегрировани производительности , и блок 16 умножени , первый вход которого соединен с выходом блока 15 делени , второй вход вл етс первым входом узла 8 коррекции, а выход в5 л етс выходом этого узла.

Блоки 10, 13 и 14 скольз щего интегрировани входной величины (в данном случае нагрузки или производительности) содержат соединенные между собой ревер® сивный счетчик 17, цифро-аналоговый преобразователь 18 и сдвиговый регистр 19. Блок II масштабировани может, например, включать блок 22 формировани интервала усреднени (последний, в свою очередь,

J может быть выполнен в виде счетчика, поразр дные выходы которого соединены с соответствующими входами цифро-аналогового преобразовател ), вход которого вл етс вторым входом блока масштабирова

ни , и блок 23 делени , вход долимого которого вл етс иервим входом блока маеплабнроваки , вход делител св зан с выходом блока 22, а выход вл ете выходом блока масштабировани .

Блок 12 регулируемой задержки может быть вынолнен, например, в виде двухсекционного сдвигового регистра, первый вход ,первой секции 20 KOTopoio вл етс третьим входом узла и сглаживани нагрузки, а второй вход этой секции вл етс четвертым входом узла, первый вход второй секции 21 соединен с выходом нервой секции 20, второй вход секции 21 вл етс вторым входом блока 12, а В1)1ход - выходом этого блока.

Устройство работает следующим образом .

От датчика 3 нагрузки цривода ротора сигнал, частота импульсов которого пропорциональна нагрузке привода ротора, поступает через первый вход узла 4 сглаживани на суммирующий вход реверсивного счетчика 17 и на первый вход сдвигового регистра 19 блока 10 скольз щего интегрировани нагрузки. Одновременно через второй вход узла 4 на второй вход сдвигового регистра 19 подаетс частотно-модулированный импульсный сигнал от датчика 5 скорости ротора, в результате чего информаци в этом регистре сдвигаетс со скоростью, пропорциональной действительной скорости ротора. Таким образом, сигнал на выходе регистра 19 содержит информацию, поступающую-на первый вход блока Ш скольз щего интегрировани , но задержанную на врем , равное действительному периоду обо рота ротора. Этот сигнал поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 17. В счетчике 17 производитс вычисление разности входных величин этого счетчика и непрерывное определение интеграла во времени от этой разности, т.е. определение интеграла от разности входной функции времени (в данном случае нагрузки привода poTQpa) . и этой же функции времени, запаздывающей по отношению к текущему моменту на врем , равное действительному периоду оборота ротора. На выходе счетчика 17 образуетс , таким образом, непрерывно измен ющийс во времени кодовый сигнал, соответствующий, интегралу нагрузки на скольз щем временном интервале, равном периоду оборота ротора.хЭтот сигнал преобразуетс в аналоговую величину в цифроаналоговом преобразователе 18 и по св зи выхода блока 10 скольз щего интегрировани с первым входом блока 11 масщтабировани , поступает на вход делимого блока 23 делени . В то же врем через второй вход узел сглажинани сигнала нагрузки на вход блЬка 22 формировани интервала усреднени , вход щего в состав блока 11 масштабиргжаии , поступает частотно-модулированный сигнал от датчика скорости

принода , и в блоке 22 производитс определение текущей величины периода оборота ротора. С выхода блока 22 сигнал, соответствующий этой величине, подаетс на

тод делител блока 23 делени , в котором формируетс сигнал, пропорциональный среднему интегральному значению нагрузки на скольз щем временн(м интервале, равном фактическому периоду оборота ротора. В(1ходной сигнал блока 23 через выход блока

П масштабировани и узла 4 сглаживани сигнала нагрузки подаетс на один из входов элемента 6 сравнени . Одновременно с этим на второй вход элемента 6 сравнени поступает сигнал, соответствующий откорректированной величине задани производительности, который формируетс следующим образом. Через второй вход узла S коррекции на первый вход блока 13 скольз щего интегрировгиш производительности поступает частотно-модулированный импульсный

JJ сигнал от датчика 2 производительности экскаватора , а через четвертый вход узла 8 коррекции на второй вход блока 13 подаетс частотно-модулированный сигнал от датчика 5 скорости привада ротора. В блоке 13 производитс интегрирование величины про5 изводительностн на скольз щем во времени интервале, равном периоду оборота ротора (работа блока 13 скольз п1его интегрировани производительности аналогична описанной выше работе блока 10 скольз щего интегрировани нагрузки), н выходной сигнал

0 блока 13 подаетс на вход делител блока 15 делени . В то же врем через третий вход узла 8 коррекции частотно-модулированный сигнал от датчика 3 нагрузки привода ротора поступает на вход блока 12 регулируемой задержки. В первой секции 20 сдвигового регистра блока 12 этот сигнал сдвига етс со скоростью, пропорциональной скорости вращени ротора, а во второй секции 21 - со скоростью, пропорциональной скорости конвейера роторной стрелы, так как

0 на вторые (сдвиговые) входы этих секций подаютс частотно-модулированные сигналы сигналы от датчика 5 скорости привода ротора и датчика 9 скорости конвейера соответственно . На выходе блока 12 регулируемой задержки формируетс , таким образом,

S импульсный сигнал, пропорциональный нагрузке , который сдвинут относительно момента измерени нагрузки на врем ; равное действительному времени транспортного за паздывани в канале измерени производительности , состо щему из времени подъема

Claims

горной массы в ковщах ротора и времени перемещени её по конвейеру роторной стрелы до места установки датчика 2 производительности . Этот сигнал поступает на первый вход блока 14 скольз щего интегрировада нагрузки, на второй вход которого подаетс сигнал от датчика 5 скорости привода ротора, а на выходе этого блока формируетс сигнал, соответствующий интегралу величины нагрузки привода ротора на сколь 87 з щём интервале времени, равном периоду оборота ротора (работа блока 14 аналогична работе блоков 10 и 13) и сдвинутом относительно момента намерени нагрузки на врем перемещени горной массы от забо до места установкн датчика 2 производительности . Выходной сигнал блока 14 скольз щего интегрировани нагрузки подаетс на вход делимого блока 15 делени . В блоке; 15 производитс деление интегральных величин нагрузки и производительности, приведенных к моменту измерени производительности , и сигнал, пропорциональный полученному частному, с выхода этого блока подаетс на один из входов блока 16 умножени . От задатчика 1 производительности сигнал задани производительности поступает через первый вход узла 8 коррекции на второй вход блока 16 умножени , в котором он умножаетс на выходной сигнал блока 15 делени . Таким образом, сигнал на выходе блока 16, а следовательно, на выходе узла 8 коррекции, соответствует величине задани производительности, умноженной на отношение интегральных значений нагрузки и производительности, определенных за период оборота ротора и приведенных к одному моменту времени. Этот сигнал поступает на второй вход элемента 6 сравненени , где сравниваетс с сигналом, соответствующим действительному значению средней за период оборота ротора нагрузки, а сигнал, соответствующих нх рассогласованию с выхода элемента 6 сравнени подаетс на регул тор 7 скорости привода Поворота роторной стрелы, который измен ет скорость поворота в направлении уменьшени указанного рассогласовани . При этом происходит и уменьшение рассогласовани между фактической, и заданной производительностью , т.е. осу1цествл етс стабилизаци производительности на заданном уровне . Таким образом, на входы элемента сравнени устройства дл автоматического управлени поступают сигналы, содержащие более точную информацию, чем аналогичные сигналы в известном устройстве, что приводит к повышению точности управл ющего сигнала, подаваемого на вход регул тора скорости привода поворота роторной стреЛЫ , а в конечном счете - к повышению точности управлени , а следовательно, увеличению производительности экскаватора. Формула изобретени I. Устройство дл автоматического управ .лени роторным экскаватором, включающее задатчик и датчик производительности экскаватора , датчик нагрузки привода ротора, узел сглаживани сигнала нагрузки, к первому входу которого подключен датчик нагрузки , а выход соединен с одним из входов элемента сравнени , выход которого соединен с регул тором скорости привода поворота роторной стрелы, ко второму входу элемента сравнени подключен узел коррекции, содержащий блоки делени и умножени , первый вход узла коррекции св зан с задатчиком , а второй - с датчиком производительности , отличающеес тем, что, с целью повышени точности управлени , оно снабжено датчикамч скорости привода ротора и конвейера, выходы которых подключены соответственно к четвертому и п тому входам узла коррекции, третий вход которого соединен с датчиком нагрузки привода ротора, причем выход датчика скорости привода ротора соединен также со вторым входом узла сглаживани сигнала нагрузки. ,2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что узел сглаживани нагрузки выполнен в виде блоков скольз щего интегрировани нагрузки и масштабировани , первый вход которого св зан с выходом блока скольз щего интегрировани нагрузки, а выход блока масштабировани вл етс выходом узла сглаживани сигнала нагрузки. 3.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что узел коррекции дополнительно снабжен блоком регулируемой задержки и блоками скольз щего интегрировани нагрузки и производительности, выходы последних годключены к блоку делени , к первому входу блока скольз щего интегрировани нагрузки подсоединены выход блока регулируемой задержки, вторые входы блоков скольз щего интегрировани нагрузки и производительности вл ютсй четвертым входом узла коррекций, приче.м первый вход блока скольз щего интегрировани производительности вл етс вторым входом узла коррекции, а вход блока регулируемой задержки вл етс п тым входом узла коррекции . 4.Устройство по п., I, отличающеес тем, что блоки скольз щего интегрировани нагрузки и производительности выполнены в виде последоват(льно соединенных сдвигового регистра, реверсивного счетчика и цифро-аналогового преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 304333, кл. Е 02 F 3/26, 1969.
2.Авторское свидетельство СССР , № 302444, кл. Е 02 F 3/26, .1969 (прототуп ).